Основний видовий ознака МБТ - патогенність. Ступінь патогенності проявляється в їх вірулентності. Вірулентність - важливе і вельми динамічне специфічна властивість збудника туберкульозу. Основу вірулентності формують генетична структура і фізико-хімічні особливості мікробного штаму. Вірулентність може істотно змінюватися під впливом факторів зовнішнього середовища і по-різному проявлятися в залежності від стану макроорганізму, який піддається бактеріальної агресії. Порушення захисних бар'єрних механізмів, імунодефіцит, гормональний дисбаланс, метаболічні розлади знижують стійкість до туберкульозної інфекції. У цих умовах ступінь патогенності мікобактерій зростає, і ймовірність захворювання на туберкульоз у інфікованої людини збільшується.
Туберкульоз у людей найчастіше виникає при зараженні людським видом збудника. Його виявляють більш ніж у 90% дорослих і дітей з туберкульозом органів дихання і 80-85% хворих на позалегеневий туберкульоз. МБТ бичачого виду виявляють у 10-15% хворих на туберкульоз легень і 15-20% -туберкулезом шкіри, кісток і суглобів, периферичних лімфатичних вузлів, сечостатевої системи. Виділення МБТ бичачого виду відзначається переважно у жителів сільської місцевості при наявності хворих на туберкульоз тварин. У подібних районах часто діагностують поза-легеневі форми туберкульозу. Проміжний вид мікобактерій є причиною туберкульозу не більше ніж у 3% хворих. Серед кислотостійких мікобактерій виділяють такі, які за культуральними та біохімічними властивостями відрізняються від МБТ. Їх називають атиповими (нетуберкульозні) мікобактеріями. Деякі з них умовно-патогенні для людини. Так, в осіб з імунодефіцитом (ВІЛ-інфекцією) вони викликають захворювання легенів та інших органів - мікобактеріози, які за морфологічними і клінічними ознаками схожі з туберкульозом.
Генетика. МБТ піддавалися детальному вивченню з різних позицій. Великим науковим досягненням кінця XX в. з'явилася повна розшифровка їх генома. Вона була здійснена за допомогою фаготипирования туберкульозного збудника. Перший мікобактеріофаг отримали в 1947 р Гарднер і Вейзор. В даний час відомо більше 250 фагів мікобактерій, досліджено структуру геному фага L5, яка дозволяє судити і про генетичну структуру МБТ. У 1993 р Хетфул і Заркіс встановили, що геном мікобактеріофага L5 складається з 52297 пар нуклеотидів. На підставі алгоритму переважного використання кодонів були локалізовані гени, що кодують білки туберкульозного збудника. Геном МБТ містить більше 4 млн нуклеотидів і 4 тис. Генів. Складання інтегрованої карти МБТ в основному було завершено в 1998 р В даний час продовжуються поглиблені дослідження раніше встановленої послідовності молекул ДНК в хромосомах і плазмидах мікобактерій. Дослідження генетичної структури МБТ є основою для розробки нових підходів до лікування туберкульозу (генна терапія) і створення рекомбінантних протитуберкульозних вакцин.
Будова. МБТ відносяться до прокаріотів (надцарство Procaryotae). Ядро у них примітивне - без оболонки, ядерця і основних білків (гістонів), а в цитоплазмі немає високоорганізованих органел (мітохондрій, апарату Гольджі, лізосом). Форма МБТ подібна злегка зігнутої або прямої паличці довжиною 1 - 10 мкм і шириною 0,2-0,6 мкм зі злегка закругленими кінцями. Зазвичай вони довгі і тонкі, а збудники бичачого виду більш товсті, короткі. Мікобактерії нерухомі, не утворюють ендоспор і капсул. В бактеріальної клітці диференціюють мікрокапсулу, стінку з 3-4 шарів товщиною 200-250 нм, цитоплазму, цитоплазматическую мембрану і ядерну субстанцію - нуклеотид. Мікрокапсула - слизисте освіту товщиною менше 2 мкм, що виявляється тільки при електронній мікроскопії. Вона міцно пов'язана з клітинною стінкою бактерії і має чіткі зовнішні обриси. Мікрокапсула оберігає мікобактерію від дії факторів зовнішнього середовища. Сама мікрокапсула, що складається в основному з полісахаридів, не токсична і не має антигенними властивостями, але проявляє високу серологическую активність.
Клітинна стінка обмежує мікробну клітину зовні, забезпечує стабільність розмірів і форми мікобактерії, її механічну, осмотичну і хімічний захист від дії лугу і кислоти. До складу клітинної стінки входять ліпіди, з фосфатидного фракцією яких пов'язують вірулентність мікобактерій. Фактор вірулентності називають корд-фактором. Ця назва походить від англійського слова cord, що означає джгут або мотузка. Воно виникло тому, що зростання вірулентних мікобактерій в культурі супроводжується формуванням їх мікроколоній у вигляді джгутів або кіс. Основою корд-фактора є токсичний гліколіпіди - 6,6-діміколат трегалози. Поряд з іншими кислими ліпідами він визначає здатність збудника туберкульозу пошкоджувати макрофаги і перешкоджати завершеному фагоцитозу. Корд-фактор поряд з іншими кислими ліпідами стимулює продукцію фактора некрозу пухлин (ФНП) - кахектіна. Видоспецифічні антигени клітинної стінки обумовлюють захисні реакції клітинного імунітету. В організмі здорових тварин клітинна стінка МВТ індукує специфічну тканинну запальну реакцію з утворенням гранульоми, викликає розвиток гіперчутливості сповільненого типу (ГСТ) і слабке утворення антитіл. У випадках розвитку стійкості МБТ до протитуберкульозних препаратів спостерігається потовщення клітинної стінки.
Бактеріальна цитоплазма має гомогенний вигляд і містить гранули, мікрогранули, іноді вакуолі. Рідку частину цитоплазми утворюють розчинні білки, РНК. Гранули формуються з молекул глікогену, бетаоксімасляную кислоти, поліфосфатідов. Мікрогранули складаються з рибосом, які забезпечують синтез білка мікобактерії. Рибосомні РНК (рРНК) - важливі і вельми стійкі елементи бактерій. Їх називають «молекулярними годинами» еволюції. До складу малої субодиниці рибосом входить фрагмент 16S рРНК. Детальне дослідження цього фрагмента дозволяє оцінити ступінь споріднення мікроорганізмів і є основою геносістематікі збудників туберкульозу.
Цитоплазматическая мембрана з вхідними в її склад ліпопротеїдними комплексами формує внутрішньоцитоплазматична мембранну систему - мезосом. У цитоплазматичної мембрані локалізовані багато ферментні системи мікобактерії. Ядерна субстанція містить хромосоми і більш дрібні позахромосомних елементи - плазміди з набором генів, які забезпечують передачу спадкових ознак мікроба. Біохімія. Основними біохімічними компонентами МБТ є білки, вуглеводи і ліпіди. Білки (туберкулопротеіди) служать головними носіями антигенних властивостей МБТ і проявляють специфічність в реакціях підвищеної чутливості сповільненого типу. Одним з туберкулопротеіди є туберкулін, широко використовуваний в клінічній практиці для діагностики інфікування МБТ. З наявністю полісахаридних компонентів в микобактериях пов'язано виявлення відповідних антитіл в сироватці крові хворих на туберкульоз. Полісахариди, однак, не володіють сенсибілізуючими або антигенними властивостями.
Ліпідні фракції при введенні здоровим тваринам викликають специфічну запальну реакцію з епітеліоїдними і гігантськими клітинами. З наявністю ліпідної фракції пов'язують стійкість мікобактерій до кислот, лугів і спиртів. Mycobacterium tuberculosis - аероб, a Mycobacterium bovis і Mycobacterium africfnum - аерофіли. Життєдіяльність мікобактерій обумовлена активністю ферментів. За активністю ферментативного каталізу різних речовин визначають належність мікобактерій до різних видів, оцінюють їх вірулентність і стійкість до лікарських засобів. Придушення активності ферментів, мабуть, обумовлено бактеріостатичну дію на МБТ протитуберкульозних препаратів.
МБТ не виділяють ендо- або екзотоксинів, тому при інфікуванні ними клінічних симптомів не буває. Потім у міру розмноження МБТ і формування підвищеної чутливості тканин до туберкулопротеіди виникають перші ознаки інфікування у вигляді позитивної реакції на туберкулін. Розмноження мікобактерій в основному відбувається шляхом простого поділу на дві клітини. Цикл такого поділу триває 14-18 ч. Іноді мікобактерії розмножуються брунькуванням, рідко розгалуженням. Оптимальною умовою для розмноження МБТ в людському організмі є Р02 140 мм рт. ст., т. е. в тканинах з найкращим постачанням киснем. При культивуванні ріст мікобактерій, який визначається макроскопічно, виявляють на 5-20-у добу залежно від живильного середовища. Поряд з швидко розмножуються МБТ існують повільно розмножуються і знаходяться в латентному стані. На МБТ з різною біологічною активністю та інтенсивністю метаболізму по-різному діють протитуберкульозні препарати.
Життєздатність. МБТ досить стійкі до впливу факторів зовнішнього середовища. Поза організмом людини вони можуть зберігати життєздатність багато днів, а у воді навіть до 5 міс. У той же час пряме сонячне світло вбиває МБТ протягом 1,5 год, а ультрафіолетові промені за 2-3 хв. Кипляча вода викликає загибель МБТ у вологому мокроті через 5 хв, а в висушеної через 25 хв. Дезінфікуючі розчини, з- тримають хлор, вбивають протягом 5 ч. МБТ, поглинені макрофагами в процесі фагоцитозу, зберігають свою життєздатність тривалий час. За певних умов вони можуть викликати захворювання після багатьох років бессимптомного існування. Мінливість. Під дією різних факторів МБТ піддаються біологічному мінливості, яка проявляється утворенням ниткоподібних, актіноміцетного, зернистих, коккоподібних форм збудників туберкульозу. Ці зміни нерідко супроводжуються втратою кислотоустойчивости і зниженням вірулентності. Мінливість мікобактерій - результат загального біологічного закону пристосування живих істот до дії навколишнього середовища. Ця захисна реакція мікроорганізмів спрямована на переживання несприятливих умов існування, т. Е. Персистенцию.
Однією з ознак біологічної мінливості є утворення так званих L-форм МБТ, за відкриття яких група радянських вчених в 1976 р була удостоєна Державної премії СРСР по науці і техніці. L-форми МБТ відрізняються глибокими морфологічними і функціональними змінами, що виникають при тривалому впливі на мікобактерії різних факторів (наприклад, протитуберкульозних препаратів), які порушують їх ріст і розмноження, формування клітинної стінки, синтез цитоплазми і цитоплазматичної мембрани. L-форми мають знижений рівень метаболізму, ослаблену вірулентність. Залишаючись життєздатними, вони можуть тривалий час персистувати в організмі і індукувати протитуберкульозний імунітет. Не виключається зворотна трансформація L-форм мікобактерій у звичайні бактеріальні форми. МБТ можуть існувати й у вигляді ультрадрібних фільтруються форм. Їх виділяють у хворих, які тривалий час приймали протитуберкульозні препарати.
Зараження експериментальних тварин фільтрівними і L-формами викликає у них неспецифічні і параспецифические запальні реакції в тканинах. Стійкість до протитуберкульозних препаратів. Важливою ознакою мінливості МБТ є стійкість до одного або декількох протитуберкульозних препаратів (полірезистентність). В умовах антибактеріальної терапії можливі точкові хромосомні мутації зі змінами в рибосомні-матричної системі або плазмідної ДНК мікобактерій. Це призводить до появи стійких до ліків штамів. Встановлено гени, мутація яких обумовлює стійкість збудника туберкульозу до окремих протитуберкульозних препаратів. Стійкість до ліків внаслідок мутацій в ДНК плазмід відрізняється високим рівнем генетичного поліморфізму і домінантно успадковується наступними поколіннями мікобактерій. Лікарська стійкість мікобактерій може бути також наслідком природного відбору мутантів, нечутливих до дії протитуберкульозних препаратів.
В останні роки лікарська стійкість МБТ спостерігається у значної кількості хворих на туберкульоз і має важливе епідемічне, терапевтичне та прогностичне значення. У Росії показники стійкості туберкульозних мікобактерій до хіміопрепаратів значно різняться в залежності від регіонів і варіюють у межах 5 20%. Порівняно рідко у хворих на туберкульоз знаходять залежні від ліків МБТ. Вони інтенсивніше ростуть при наявності відповідних протитуберкульозних препаратів в живильному середовищі. При відсутності протитуберкульозних препаратів такі мікобактерії перестають розмножуватися. Зазвичай залежність мікобактерій від препаратів не є стійкою і швидко зникає при пересіву.
Найцікавіші новини